(57)【要約】【課題】  誤動作を検出でき、反射ミラーの揺動精度を高めることができる光走査装置、画像表示装置、光走査装置又は画像表示装置における反射ミラーの位置調節方法及び揺動状態検出方法を提供する。【解決手段】  光スキャナにおいては、反射ミラー部２２２が揺動される範囲の中で中間位置における反射ミラー部２２２の位置が基準位置として規定されている。エリアセンサ２７４は、反射ミラー部２２２で反射された検出光の受光結果によって反射ミラー部２２２の位置が反射ミラー部２２２の基準位置であるか否かを検出可能な位置に配設されている。【選択図】  図９
2007025607.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光を反射する反射ミラーを備え、前記反射ミラーを揺動させる制御を行うことにより前記光を走査させ走査光とする光走査装置において、
前記光とは別の検出光を前記反射ミラーに出射する出射装置と、当該反射ミラーで反射された検出光を受光可能な検出センサと、を備え、
前記反射ミラーが揺動される範囲の中で中間位置における前記反射ミラーの位置が基準位置として規定されており、
前記検出センサは、前記反射ミラーで反射された検出光の受光結果によって前記反射ミラーの位置が前記反射ミラーの基準位置であるか否かを検出可能な位置に配設されていることを特徴とする光走査装置。
【請求項２】
前記反射ミラーは、前記光を反射する第一の反射面と、前記第一の反射面の裏側に設けられ、前記検出光を反射する第二の反射面と、を有することを特徴とする請求項１に記載の光走査装置。
【請求項３】
前記出射装置は、前記反射ミラーの位置が前記反射ミラーの基準位置である場合に前記第二の反射面における法線方向から検出光を出射することを特徴とする請求項２に記載の光走査装置。
【請求項４】
前記出射装置は、前記反射ミラーの揺動軸に向かって検出光を出射することを特徴とする請求項２又は３に記載の光走査装置。
【請求項５】
前記検出センサは、前記反射ミラーの位置が前記反射ミラーの基準位置である場合に前記第二の反射面から反射される検出光に対して両側に折り曲げられて配設されていることを特徴とする請求項２から４のいずれかに記載の光走査装置。
【請求項６】
前記検出センサは、前記反射ミラーの位置が前記反射ミラーの基準位置である場合に前記第二の反射面から反射される検出光に対して対称な角度で折り曲げられて配設されていることを特徴とする請求項５に記載の光走査装置。
【請求項７】
前記検出センサは、前記出射装置から出射された検出光を１次元状に検出可能なセンサと、前記出射装置から出射された検出光を２次元状に検出可能なセンサとのいずれかであることを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載の光走査装置。
【請求項８】
前記検出センサは、前記反射ミラーが揺動される揺動範囲より長い又は広い範囲で前記検出光を受光可能であることを特徴とする請求項１から７のいずれかに記載の光走査装置。
【請求項９】
前記検出センサによる検出光の受光結果に基づいて生成される前記反射ミラーの揺動状態信号に応じて、前記光を出射させるタイミングを制御することを特徴とする請求項１から８のいずれかに記載の光走査装置。
【請求項１０】
請求項１から９のいずれかに記載の光走査装置を備え、画像信号に応じて変調された光を前記光走査装置によって２次元方向に光走査することで画像を表示することを特徴とする画像表示装置。
【請求項１１】
前記検出センサは、前記反射ミラーが揺動される揺動範囲の中での、画像を表示するための画像表示揺動範囲より少なくとも長い又は広い範囲で前記検出光を受光可能であることを特徴とする請求項１０に記載の画像表示装置。
【請求項１２】
光を反射する反射ミラーを揺動させる制御を行うことにより前記光を走査させ走査光とする光走査装置、又は、当該光走査装置を備えた画像表示装置における前記反射ミラーの位置を調節する光走査装置又は画像表示装置における反射ミラーの位置調節方法において、
前記光とは別の検出光を前記反射ミラーに出射し、
前記反射ミラーで反射された検出光を受光し、
前記反射ミラーで反射された検出光の受光結果によって、前記反射ミラーの位置が、前記反射ミラーが揺動される範囲の中で中間位置における前記反射ミラーの基準位置であるか否かを検出し、
前記反射ミラーが基準位置であるか否かの検出結果に基づいて、前記反射ミラーの位置を調節することを特徴とする光走査装置又は画像表示装置における反射ミラーの位置調節方法。
【請求項１３】
光を反射する反射ミラーを揺動させる制御を行うことにより前記光を走査させ走査光とする光走査装置、又は、当該光走査装置を備えた画像表示装置における前記反射ミラーの揺動状態を検出する光走査装置又は画像表示装置における反射ミラーの揺動状態検出方法において、
前記光とは別の検出光を前記反射ミラーに出射し、
前記反射ミラーで反射された検出光を２次元的に受光し、
前記反射ミラーで反射された検出光の受光結果によって、前記反射ミラーの位置が、前記反射ミラーが揺動される範囲の中で中間位置における前記反射ミラーの基準位置であるか否かを検出するとともに、前記反射ミラーが揺動されている場合における前記反射ミラーの揺動軸を検出することを特徴とする光走査装置又は画像表示装置における反射ミラーの揺動状態検出方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光走査装置、画像表示装置、光走査装置又は画像表示装置における反射ミラーの位置調節方法及び揺動状態検出方法に関するものであり、特に、光を走査させる反射ミラーを備え、その反射ミラーの揺動を制御することによって、光を走査させ走査光とする光走査装置、画像表示装置、光走査装置又は画像表示装置における反射ミラーの位置調節方法及び揺動状態検出方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、画像を表示するための画像表示装置には、光を走査させて走査光とするための光走査装置などが含まれている。また、このような光走査装置には、光を反射させる反射ミラーを揺動させる制御を行うことによって、その光を走査させ、走査光とし、画像を表示させる。
【０００３】
このような光走査装置においては、反射ミラーが揺動される範囲の中で中間位置における反射ミラーの位置が基準位置として規定されており、所定の電圧が印加された場合には、反射ミラーが揺動され、その基準位置から所定の角度まで繰り返し揺動させる制御が行われることとなる。
【０００４】
また、この反射ミラーの揺動状態によっては、印加する電圧を変更させ、反射ミラーの揺動角度が調節される。例えば、特許文献１に示すように、光を走査する一方、その光とは別の検出光を反射ミラーに出射し、その検出光の反射によって反射ミラーの揺動制御を行う装置が開示されている。特に、反射ミラーの揺動範囲の制限位置を検出するために、反射ミラーの位置が制限位置である場合に検出光を受光可能な位置にセンサを備え、そのセンサによる検出光の検出によって、電圧を変更させ、反射ミラーの揺動範囲を制限することができる。
【特許文献１】特開２００３−５７５７７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上述したような光走査装置では、反射した検出光の受光結果に基づいて反射ミラーの位置が制限位置であるか否かを検出することによって、反射ミラーの揺動範囲を制限したが、例えば、反射ミラーの初期設定中又は揺動中において、反射ミラーの基準位置がずれている場合には、走査光の走査幅がずれてしまうなどの誤動作を生じるおそれがあり、反射ミラーの揺動精度をより一層高めることが望まれている。
【０００６】
本発明は、上述したような課題に鑑みてなされたものであり、誤動作を検出でき、反射ミラーの揺動精度を高めることができる光走査装置、画像表示装置、光走査装置又は画像表示装置における反射ミラーの位置調節方法及び揺動状態検出方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
以上のような目的を達成するために、本発明は、以下のようなものを提供する。
【０００８】
すなわち、請求項１記載の本発明では、光を反射する反射ミラーを備え、前記反射ミラーを揺動させる制御を行うことにより前記光を走査させ走査光とする光走査装置において、前記光とは別の検出光を前記反射ミラーに出射する出射装置と、当該反射ミラーで反射された検出光を受光可能な検出センサと、を備え、前記反射ミラーが揺動される範囲の中で中間位置における前記反射ミラーの位置が基準位置として規定されており、前記検出センサは、前記反射ミラーで反射された検出光の受光結果によって前記反射ミラーの位置が前記反射ミラーの基準位置であるか否かを検出可能な位置に配設されていることを特徴とする光走査装置とした。
【０００９】
また、請求項２記載の本発明では、前記反射ミラーは、前記光を反射する第一の反射面と、前記第一の反射面の裏側に設けられ、前記検出光を反射する第二の反射面と、を有することを特徴とする請求項１に記載の光走査装置とした。
【００１０】
また、請求項３記載の本発明では、前記出射装置は、前記反射ミラーの位置が前記反射ミラーの基準位置である場合に前記第二の反射面における法線方向から検出光を出射することを特徴とする請求項２に記載の光走査装置とした。
【００１１】
また、請求項４記載の本発明では、前記出射装置は、前記反射ミラーの揺動軸に向かって検出光を出射することを特徴とする請求項２又は３に記載の光走査装置とした。
【００１２】
また、請求項５記載の本発明では、前記検出センサは、前記反射ミラーの位置が前記反射ミラーの基準位置である場合に前記第二の反射面から反射される検出光に対して両側に折り曲げられて配設されていることを特徴とする請求項２から４のいずれかに記載の光走査装置とした。
【００１３】
また、請求項６記載の本発明では、前記検出センサは、前記反射ミラーの位置が前記反射ミラーの基準位置である場合に前記第二の反射面から反射される検出光に対して対称な角度で折り曲げられて配設されていることを特徴とする請求項５に記載の光走査装置とした。
【００１４】
また、請求項７記載の本発明では、前記検出センサは、前記出射装置から出射された検出光を１次元状に検出可能なセンサと、前記出射装置から出射された検出光を２次元状に検出可能なセンサとのいずれかであることを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載の光走査装置とした。
【００１５】
また、請求項８記載の本発明では、前記検出センサは、前記反射ミラーが揺動される揺動範囲より長い又は広い範囲で前記検出光を受光可能であることを特徴とする請求項１から７のいずれかに記載の光走査装置とした。
【００１６】
また、請求項９記載の本発明では、前記検出センサによる検出光の受光結果に基づいて生成される前記反射ミラーの揺動状態信号に応じて、前記光を出射させるタイミングを制御することを特徴とする請求項１から８のいずれかに記載の光走査装置とした。
【００１７】
また、請求項１０記載の本発明では、請求項１から９のいずれかに記載の光走査装置を備え、画像信号に応じて変調された光を前記光走査装置によって２次元方向に光走査することで画像を表示することを特徴とする画像表示装置とした。
【００１８】
また、請求項１１記載の本発明では、前記検出センサは、前記反射ミラーが揺動される揺動範囲の中での、画像を表示するための画像表示揺動範囲より少なくとも長い又は広い範囲で前記検出光を受光可能であることを特徴とする請求項１０に記載の画像表示装置とした。
【００１９】
また、請求項１２記載の本発明では、光を反射する反射ミラーを揺動させる制御を行うことにより前記光を走査させ走査光とする光走査装置、又は、当該光走査装置を備えた画像表示装置における前記反射ミラーの位置を調節する光走査装置又は画像表示装置における反射ミラーの位置調節方法において、前記光とは別の検出光を前記反射ミラーに出射し、前記反射ミラーで反射された検出光を受光し、前記反射ミラーで反射された検出光の受光結果によって、前記反射ミラーの位置が、前記反射ミラーが揺動される範囲の中で中間位置における前記反射ミラーの基準位置であるか否かを検出し、前記反射ミラーが基準位置であるか否かの検出結果に基づいて、前記反射ミラーの位置を調節することを特徴とする光走査装置又は画像表示装置における反射ミラーの位置調節方法とした。
【００２０】
また、請求項１３記載の本発明では、光を反射する反射ミラーを揺動させる制御を行うことにより前記光を走査させ走査光とする光走査装置、又は、当該光走査装置を備えた画像表示装置における前記反射ミラーの揺動状態を検出する光走査装置又は画像表示装置における反射ミラーの揺動状態検出方法において、前記光とは別の検出光を前記反射ミラーに出射し、前記反射ミラーで反射された検出光を２次元的に受光し、前記反射ミラーで反射された検出光の受光結果によって、前記反射ミラーの位置が、前記反射ミラーが揺動される範囲の中で中間位置における前記反射ミラーの基準位置であるか否かを検出するとともに、前記反射ミラーが揺動されている場合における前記反射ミラーの揺動軸を検出することを特徴とする光走査装置又は画像表示装置における反射ミラーの揺動状態検出方法とした。
【発明の効果】
【００２１】
請求項１又は１０記載の発明によれば、光とは別の検出光を反射ミラーに出射する出射装置と、その反射ミラーで反射された検出光を受光可能な検出センサと、を備え、反射ミラーが揺動される範囲の中で中間位置における反射ミラーの位置が基準位置として規定されており、検出センサは、反射ミラーで反射された検出光の受光結果によって反射ミラーの位置が反射ミラーの基準位置であるか否かを検出可能な位置に配設されている。従って、反射ミラーの位置が基準位置であるか否かを検出することができ、反射ミラーの基準位置のずれなどの反射ミラーの誤動作を検出することができ、反射ミラーの揺動精度を高めることができる。
【００２２】
また、請求項２記載の発明によれば、反射ミラーは、光を反射する第一の反射面と、第一の反射面の裏側に設けられ、検出光を反射する第二の反射面と、を有する。従って、光を反射する第一の反射面とは異なる第二の反射面で検出光を反射させることができ、光と検出光とが交わる可能性が少なく、反射ミラーの揺動精度を高めることができるとともに、光と検出光とを同じ面で反射させるよりも小型化が容易にできる。
【００２３】
また、請求項３記載の発明によれば、出射装置は、反射ミラーの位置が基準位置である場合に第二の反射面における法線方向から検出光を出射する。従って、反射ミラーの揺動精度を高めることができるとともに、小型化が可能となる。また、反射ミラーの揺動角度を大きくすることができる。
【００２４】
また、請求項４記載の発明によれば、前記反射ミラーの揺動軸に向かって検出光を出射する。従って、揺動軸のずれなどの反射ミラーの誤動作を検出することができ、反射ミラーの揺動精度を高めることができる。
【００２５】
また、請求項５記載の発明によれば、検出センサは、反射ミラーの位置が基準位置である場合に第二の反射面から反射される検出光に対して両側に折り曲げられて配設されている。従って、反射ミラーと検出センサとの距離のばらつきを小さくすることができるため、反射ミラーの基準位置の検出精度を高めることができるとともに、小型化が容易にできる。
【００２６】
また、請求項６記載の発明によれば、検出センサは、反射ミラーの位置が基準位置である場合に第二の反射面から反射される検出光に対して対称な角度で折り曲げられて配設されている。従って、反射ミラーの揺動精度を維持しつつ、小型化が可能となる。
【００２７】
また、請求項７記載の発明によれば、検出センサは、出射装置から出射された検出光を１次元状に検出可能なセンサ、出射装置から出射された検出光を２次元状に検出可能なセンサのいずれかである。従って、１次元状に検出可能なセンサ、２次元状に検出可能なセンサを用いることによって、容易に配設可能であるとともに検出位置を多く設定できるため、反射ミラーの基準位置の検出精度を高めることができるとともに、光と検出光とを同じ面で反射させるよりも小型化が容易にできる。特に、２次元状に検出可能なセンサ（エリアセンサ）を用いることによって、検出光を２次元的に確実に受光することができるなど、反射ミラーの揺動精度を高めることができる。
【００２８】
また、請求項８記載の発明によれば、検出センサは、反射ミラーが揺動される揺動範囲より長い又は広い範囲で検出光を受光可能である。従って、揺動される揺動範囲が長くなった又は広くなった場合であっても検出光を受光可能であり、揺動範囲のずれなどを検出することなどによって、反射ミラーの揺動精度を高めることができる。
【００２９】
また、請求項９記載の発明によれば、検出光の受光結果に基づいて生成される反射ミラーの揺動状態信号に応じて、光を出射させるタイミングを制御する。従って、画像を表示させるための光の出射タイミングの精度を高めることができ、走査光の走査を安定化することができ、精度の高い画像を表示することができる。
【００３０】
また、請求項１１記載の発明によれば、検出センサは、反射ミラーが揺動され、画像を表示するための画像表示揺動範囲より少なくとも長い又は広い範囲で検出光を受光可能である。従って、全ての揺動範囲を検出できなくとも、少なくとも、画像を表示するための画像表示揺動範囲を検出することができ、画像表示揺動範囲のずれなどを検出することなどによって、反射ミラーの揺動精度を高め、鮮明な画像を表示することができる。尚、この画像表示揺動範囲は、揺動範囲の一部であり、例えば、揺動速度がある程度の速度（ある程度一定速度）となる範囲であるため、少なくともこの画像表示揺動範囲を検出することができれば、鮮明な画像を表示することができることとなる。
【００３１】
また、請求項１２記載の発明によれば、光とは別の検出光を反射ミラーに出射し、反射ミラーで反射された検出光を受光し、反射ミラーで反射された検出光の受光結果によって、反射ミラーの位置が、反射ミラーが揺動される範囲の中で中間位置における反射ミラーの基準位置であるか否かを検出し、反射ミラーが基準位置であるか否かの検出結果に基づいて、反射ミラーの位置を調節する。従って、反射ミラーの基準位置を容易に調節することができる。
【００３２】
また、請求項１３記載の発明によれば、光とは別の検出光を反射ミラーに出射し、反射ミラーで反射された検出光を２次元的に受光し、反射ミラーで反射された検出光の受光結果によって、反射ミラーの位置が、反射ミラーが揺動される範囲の中で中間位置における反射ミラーの基準位置であるか否かを検出するとともに、反射ミラーが揺動されている場合における反射ミラーの揺動軸を検出する。従って、反射ミラーの基準位置と、反射ミラーの揺動軸とが検出できるため、反射ミラーの基準位置のずれや、反射ミラーの揺動軸のずれなどの反射ミラーの誤動作を検出することができ、反射ミラーの揺動精度を高めることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３３】
以下に、本発明に好適な実施形態について図面に基づいて説明する。
【００３４】
［画像表示装置の構成］
以下、本発明に係る画像表示装置の一実施の形態について図面を用いて説明する。まず、本発明に係る画像表示装置の一例である網膜走査型ディスプレイ１の構成について図１を用いて説明する。
【００３５】
図１に示すように、網膜走査型ディスプレイ１には、外部から供給される映像信号を処理するための光源ユニット部２が設けられている。光源ユニット部２には、外部からの映像信号が入力され、それに基づいて映像を合成するための要素となる各信号を発生する映像信号供給回路３が設けられ、この映像信号供給回路３から映像信号４、水平同期信号５、及び、垂直同期信号６が出力される。また、光源ユニット部２には、映像信号供給回路３から映像信号４として伝達される赤（Ｒ），緑（Ｇ），青（Ｂ）の各映像信号をもとにそれぞれ強度変調されたレーザ光を出射するように、Ｒレーザ１３，Ｇレーザ１２，Ｂレーザ１１を、それぞれ駆動するためのＲレーザドライバ１０，Ｇレーザドライバ９，Ｂレーザドライバ８が設けられている。さらに、各レーザより出射されたレーザ光を平行光にコリメートするように設けられた第１コリメート光学系１４と、それぞれコリメートされたレーザ光を合波するダイクロイックミラー１５と、合波されたレーザ光を光ファイバ１７に導く結合光学系１６とが設けられている。尚、Ｒレーザ１３，Ｇレーザ１２，Ｂレーザ１１として、レーザダイオード等の半導体レーザや固体レーザを利用してもよい。尚、本実施形態における光源ユニット部２は、少なくとも１つの光源と、当該光源から出射される光束を画像信号に応じて強度変調する変調手段の一例に相当する。
【００３６】
また、網膜走査型ディスプレイ１には、光源ユニット部２から伝搬されたレーザ光を再度平行光にコリメートする第２コリメート光学系１８と、コリメートされたレーザ光を、光スキャナ２０４を利用して水平方向に走査する水平走査系１９と、水平走査系１９に走査され、第１リレー光学系２０を介して入射されたレーザ光を、ガルバノミラー２１ａを利用して垂直方向に走査する垂直走査系２１とが設けられ、垂直走査系２１に走査されたレーザ光を観察者の瞳孔２４に入射するように第２リレー光学系２２が設けられている。第１リレー光学系２０は、水平走査系１９の光スキャナ２０４と、垂直走査系２１のガルバノミラー２１ａとが共役となるように、また、第２リレー光学系２２は、ガルバノミラー２１ａと、観察者の瞳孔２４とが共役となるように、各々設けられている。
【００３７】
尚、具体的な一例としては、水平走査系１９は、表示すべき画像の１フレームごとに、レーザビームを水平な複数の走査線に沿って水平にラスタ走査する水平走査（これが第１走査の一例である。）を行う光学系である。また、水平走査系１９は、レーザビームを水平方向に走査する光スキャナ２０４と、その光スキャナ２０４の駆動制御を行う水平走査制御回路２０２とを備えている。
【００３８】
これに対し、垂直走査系２１は、表示すべき画像の１フレームごとに、レーザビームを最初の走査線から最後の走査線に向かって垂直に走査する垂直走査（これが第２走査の一例である。）を行う光学系である。また、垂直走査系２１は、垂直走査するガルバノミラー２１ａと、そのガルバノミラー２１ａの駆動制御を行う垂直走査制御回路２１ｃとを備えている。水平走査系１９は、垂直走査系２１より高速にすなわち高周波数でレーザビームを走査するように設計されている。
【００３９】
また、水平走査系１９，垂直走査系２１は、各々映像信号供給回路３に接続され、映像信号供給回路３より出力される水平同期信号５，垂直同期信号６にそれぞれ同期してレーザ光を走査するように構成されている。
【００４０】
また、水平走査系１９において、水平走査制御回路２０２は、詳しく後述するが、光スキャナ２０４の駆動状態をモニタし、そのモニタ結果をＢＤ（Beam  Detector）信号７として光源ユニット部２に出力する。
【００４１】
尚、本実施形態においては、水平走査系１９，垂直走査系２１を用いたが、これに限らず、例えば、水平走査系１９，垂直走査系２１以外にも、入射した光束の焦点を変更させる焦点可変装置（波面曲率変調系）を用いてもよい。尚、本実施形態における水平走査系１９及び垂直走査系２１は、入射した光束を、第１の方向及びその第１の方向にほぼ垂直な第２の方向に走査させることによって、フレームを形成する光走査装置の一例である。また、本実施形態における第１リレー光学系２０及び第２リレー光学系２２は、光束を観察者の瞳孔に入射するための光学手段の一例に相当する。
【００４２】
次に、本発明の一実施の形態の画像表示装置が、外部からの映像信号を受けてから、観察者の網膜上に映像を投影するまでの過程について図１を用いて説明する。
【００４３】
図１に示すように、本実施の形態の網膜走査型ディスプレイ１では、光源ユニット部２に設けられた映像信号供給回路３が外部からの映像信号の供給を受けると、映像信号供給回路３は、赤，緑，青の各色のレーザ光を出力させるためのＲ映像信号，Ｇ映像信号，Ｂ映像信号からなる映像信号４と、水平同期信号５と、垂直同期信号６とを出力する。Ｒレーザドライバ１０，Ｇレーザドライバ９，Ｂレーザドライバ８は各々入力されたＲ映像信号，Ｇ映像信号，Ｂ映像信号に基づいてＲレーザ１３，Ｇレーザ１２，Ｂレーザ１１に対してそれぞれの駆動信号を出力する。この駆動信号に基づいて、Ｒレーザ１３，Ｇレーザ１２，Ｂレーザ１１はそれぞれ強度変調されたレーザ光を発生し、各々を第１コリメート光学系１４に出力する。また、映像信号供給回路３は、後述するＢＤ信号７に応じて、レーザ光を発生し、各々を第１コリメート光学系１４に出力するタイミングを制御する。つまり、このような網膜走査型ディスプレイ１（映像信号供給回路３）は、光スキャナ２０４などにレーザ光を出射させるタイミングを制御することとなる。尚、詳しくは後述するが、このようなＢＤ信号７は、エリアセンサ２７４（図６参照）による検出光の受光結果に基づいて生成される反射ミラーの揺動状態信号である。点光源から発生されるレーザ光は、この第１コリメート光学系１４によってそれぞれが平行光にコリメートされ、さらに、ダイクロイックミラー１５に入射されて１つの光束となるよう合成された後、結合光学系１６によって光ファイバ１７に入射されるよう導かれる。
【００４４】
光ファイバ１７によって伝搬されたレーザ光は、光ファイバ１７から出射される際に第２コリメート光学系１８によって再度コリメートされ、水平走査系１９に出射される。この出射されたレーザ光は、水平走査系１９の光スキャナ２０４の第一の反射面２２０（図２参照）に入射される。光スキャナ２０４は、エリアセンサ２７４（図６参照）によって出力されたＢＤ信号７をもとに回転速度が算出され、このＢＤ信号７をもとに映像信号供給回路３の出力する水平同期信号５と同期するように等速回転の速度が調整されている。後述するように、エリアセンサ２７４の特定位置に検出信号が入射したときのタイミングを基準にＢＤ信号７を発生すればよい。光スキャナ２０４の第一の反射面２２０に入射したレーザ光は水平方向に走査されて第１リレー光学系２０を介し、垂直走査系２１のガルバノミラー２１ａの偏向面２１ｂに入射する。第１リレー光学系２０では光スキャナ２０４の第一の反射面２２０とガルバノミラー２１ａの偏向面２１ｂとが共役の関係となるように調整され、また、光スキャナ２０４の面倒れが補正されている。ガルバノミラー２１ａは、光スキャナ２０４と同様に垂直同期信号６に同期して、その偏向面２１ｂが入射光を垂直方向に反射するように往復振動をしており、このガルバノミラー２１ａによってレーザ光は垂直方向に走査される。水平走査系１９及び垂直走査系２１によって水平方向及び垂直方向に２次元に走査されたレーザ光は、ガルバノミラー２１ａの偏向面２１ｂと、観察者の瞳孔２４とが共役の関係となるように設けられた第２リレー光学系２２により観察者の瞳孔２４へ入射され、網膜上に投影される。観察者はこのように２次元走査されて網膜上に投影されたレーザ光による画像を認識することができる。尚、水平走査系１９の光スキャナ２０４と、垂直走査系２１のガルバノミラー２１ａとは、名称を区別して説明したが、光を走査するように其の反射面（例えば、第一の反射面２２０、偏向面２１ｂなど）が揺動させられるものであれば、圧電駆動、電磁駆動、静電駆動等いずれの駆動方式によるものであってもよいことは言うまでもない。
【００４５】
［光スキャナの構成］
上述した光スキャナ２０４の構成について図２から図６を用いて説明する。図２は、光スキャナ２０４を示す斜視図である。図３は、振動体２２４を示す斜視図である。図４及び図５は、光スキャナ２０４における振動体２２４を示す説明図である。図６（ａ）は、後述する枠側板ばね部２４４の延びる方向に垂直な方向（図２における符号Ａの方向）から見た光スキャナ２０４を示す断面図であり、図６（ｂ）は、後述する枠側板ばね部２４４の延びる方向（図２における符号Ｂの方向）から見た光スキャナ２０４を示す断面図である。
【００４６】
光走査装置の一例としての光スキャナ２０４は、図２に示すように、本体部２１０がベース２１２に装着されて構成されている。
【００４７】
本体部２１０は、シリコン（Ｓｉ）等、弾性を有する材料を主に用いて形成されている。本体部２１０は、図２の上部に示すように、概略的には、光が通過し得る貫通穴２１４を有して薄板長方形状を成している。本体部２１０は、外側には固定枠２１６を備え、一方、内側には、第一の反射面２２０などが形成された反射ミラー部２２２を有する振動体２２４を備えている。尚、詳しくは後述するが、反射ミラー部２２２において、第一の反射面２２０の裏側に第二の反射面２２１（図６参照）が形成されている。
【００４８】
このような本体部２１０の構成に対応して、ベース２１２は、本体部２１０との装着状態において固定枠２１６が装着されるべき支持部２３０と、振動体２２４と対向する凹部２３２とを有するように構成されている。凹部２３２は、本体部２１０をベース２１２に装着した状態において、振動体２２４が振動によって変位してもベース２１２と干渉しない形状を有するために形成されている。
【００４９】
図２に示すように、反射ミラー部２２２の第一の反射面２２０は、それの対称中心線でもある揺動軸２３４を中心として揺動させられる。振動体２２４は、さらに、その反射ミラー部２２２からそれと同一面上に延びて、その反射ミラー部２２２を固定枠２１６に接合するはり部２４０を備えている。本実施形態においては、反射ミラー部２２２の両側から一対のはり部２４０，２４０がそれぞれ互いに逆向きに延び出している。
【００５０】
各はり部２４０は、１個のミラー側板ばね部２４２と、一対の枠側板ばね部２４４，２４４と、それらミラー側板ばね部２４２と一対の枠側板ばね部２４４，２４４とを互いに接続する接続部２４６とを含むように構成されている。
【００５１】
各はり部２４０においては、ミラー側板ばね部２４２が、反射ミラー部２２２のうち揺動軸２３４上において互いに対向する一対の縁の一方から、対応する接続部２４６まで延びている。接続部２４６は、揺動軸２３４と直交する方向に延びている。さらに、各はり部２４０においては、一対の枠側板ばね部２４４が、対応する接続部２４６の端部から、揺動軸２３４に対して互いに逆向きにオフセットする姿勢で、揺動軸２３４に沿って固定枠２１６まで延びている。
【００５２】
各はり部２４０においては、一対の枠側板ばね部２４４，２４４のそれぞれに、固定枠２１６に及ぶ姿勢で、起歪素子２５０，２５２，２５４，２５６が取り付けられている。
【００５３】
上述した起歪素子２５０，２５２，２５４，２５６について、起歪素子２５２，２５６を代表として図３を用いて以下に説明すると、枠側板ばね部２４４には、図３に示すように、起歪素子２５２が貼り付けられている。この起歪素子２５２は、詳しくは後述するが、圧電素子２６０、上部電極２６２、下部電極２６４（ともに図４参照）から構成されている。一方、同じように、枠側板ばね部２４４には、起歪素子２５６が貼り付けられている。
【００５４】
これら各起歪素子２５０，２５２，２５４，２５６は、図４に示すように、圧電素子２６０、上部電極２６２、下部電極２６４を主体として構成されている。圧電素子２６０は、薄板状を成して振動体２２４の片面に貼り付けられている。圧電素子２６０は、その貼付面と直角な方向において上部電極２６２と下部電極２６４とによって挟まれており、それにより、各起歪素子２５０，２５２，２５４，２５６が構成されている。上部電極２６２と下部電極２６４とはそれぞれ、各リード線２６６により、固定枠２１６に設置された一対の入力端子２６８，２６８に接続されている。
【００５５】
尚、本実施形態においては、図２に示すように、４個の起歪素子２５０，２５２，２５４，２５６が、反射ミラー部２２２を隔てた一対の対向位置に２個ずつ、かつ、揺動軸２３４に関して互いに線対称的に配置されている。それら４個の起歪素子２５０，２５２，２５４，２５６のうち、一方の対向位置に配置されている２個の起歪素子２５０，２５４（図２において右側に位置する）が第１対を成し、他方の対向位置に配置されている２個の起歪素子２５２，２５６（図２において左側に位置する）が第２対を成している。尚、本実施形態においては、起歪素子２５０，２５４という対と、起歪素子２５２，２５６という対であったが、これに限らず、例えば、起歪素子２５０，２５２という対と、起歪素子２５４，２５６という対であってもよく、この場合において、駆動は各対になった電極を同相で駆動させることとなる。
【００５６】
本実施形態においては、第１対を成す２個の起歪素子２５０，２５４がそれぞれ駆動源として機能し、振動体２２４を揺動軸２３４のまわりに捩じり振動させて揺動させる。そのため、各起歪素子２５０，２５４においては、上部電極２６２と下部電極２６４と（図４参照）に電圧が印加され、それにより、その印加方向と直交する向きすなわち長さ方向の変位が各起歪素子２５０，２５４に発生させられる。
【００５７】
この変位により、図５に示すように、はり部２４０に屈曲すなわち反りが発生する。この屈曲は、はり部２４０のうち固定枠２１６との接続部を固定端とする一方、反射ミラー部２２２との接続部を自由端として行われる。その結果、その屈曲の向きが上向きであるか下向きであるかにより、自由端が上向きまたは下向きに変位する。
【００５８】
第１対を成す２個の起歪素子２５０および２５４は、それぞれの圧電素子２６０の自由端が互いに逆向きに変位するように屈曲させられる。その結果、反射ミラー部２２２は、図５に示すように、揺動軸２３４のまわりに回転させられる。
【００５９】
以上、各枠側板ばね部２４４は、それに貼り付けられた起歪素子２５０，２５２，２５４，２５６の直線変位を屈曲運動に変換する機能を有し、接続部２４６は、各枠側板ばね部２４４の屈曲運動をミラー側板ばね部２４２の回転運動に変換する機能を有しているのである。そのミラー側板ばね部２４２の回転運動によって反射ミラー部２２２が回転させられる。
【００６０】
本実施形態においては、第１対を成す２個の起歪素子２５０および２５４を互いに逆向きに変位させることにより、反射ミラー部２２２にそれの揺動軸２３４まわりの往復回転運動すなわち揺動運動が発生させられる。このことを実現するために、第１対を成す２個の起歪素子２５０および２５４に交番電圧が互いに逆位相で印加される。その結果、第１対を成す２個の起歪素子２５０および２５４の一方が、図２において下向きに撓んだ場合には、他方が、同図において上向きに撓むこととなる。つまり、起歪素子２５０における上部電極２６２は、同相の電圧が印加される。また、起歪素子２５２における上部電極２６２は、起歪素子２５０における上部電極２６２とは異なる逆相の電圧が印加される。
【００６１】
また、振動体２２４における反射ミラー部２２２は、図６に示すように、レーザ光を反射するために鏡面加工された第一の反射面２２０と、その第一の反射面２２０の裏面において、反射ミラー部２２２の揺動状態を監視するために出射される検出光を反射するために鏡面加工された第二の反射面２２１とを備えている。つまり、反射ミラー部２２２は、レーザ光（光の一例に相当する）を反射する第一の反射面２２０と、その第一の反射面２２０の裏側に設けられ、このレーザ光とは別の検出光を反射する第二の反射面２２１と、を有する。従って、レーザ光を反射する第一の反射面とは異なる第二の反射面で検出光を反射させることができ、このレーザ光と検出光とが交わる可能性が少なく、反射ミラーの揺動精度を高めることができるとともに、レーザ光と検出光とを同じ面で反射させるよりも小型化が容易にできる。
【００６２】
また、本体部２１０における凹部２３２には、図６に示すように、振動体２２４の反射ミラー部２２２の下方に、反射ミラー部２２２に検出光を出射する検出光源２７２と、第二の反射面２２１において反射された検出光を受光し、その受光位置を検出するエリアセンサ２７４とが配設されている。尚、本実施形態において、このような検出光源２７２は、光とは別の検出光を反射ミラー部２２２に出射する出射装置の一例に相当する。また、このようなエリアセンサ２７４は、反射ミラー部２２２における第二の反射面２２１で反射された検出光を受光可能な検出センサの一例に相当する。
【００６３】
また、エリアセンサ２７４は、反射ミラー部２２２が揺動される揺動範囲２７９（図１０参照）より広い範囲で検出光を受光可能な面積である。従って、揺動される揺動範囲２７９が広がった場合であっても検出光を受光可能であり、揺動範囲２７９のずれなどを検出することなどによって、反射ミラーの揺動精度を高めることができる。
【００６４】
また、検出光源２７２には、検出光を出射させるための配線２８１が接続され、振動体２２４には、電圧を印加するための配線２８２、２８３が接続されている。
【００６５】
上述した振動体２２４における揺動制御回路について図７を用いて説明する。
【００６６】
振動体２２４における揺動制御は、主に、駆動制御装置２９０、振り角演算回路２９２、位置検出回路２９４によって行われる。尚、本実施形態においては、駆動制御装置２９０は、水平走査制御回路２０２に含まれており、振り角演算回路２９２、位置検出回路２９４は、映像信号供給回路３に含まれている。
【００６７】
位置検出回路２９４は、検出光の受光に基づいて反射ミラー部２２２の位置を検出するための回路である。この位置検出回路２９４は、上述したエリアセンサ２７４、振り角演算回路２９２に接続されており、エリアセンサ２７４から供給される受光位置信号に基づいて、反射ミラー部２２２の位置を検出する。そして、位置検出回路２９４は、検出した反射ミラー部２２２の位置を示す位置検出信号を振り角演算回路２９２に供給する。
【００６８】
振り角演算回路２９２は、反射ミラー部２２２の振り角（振り角度）を演算するための回路である。この振り角演算回路２９２は、位置検出回路２９４、駆動制御装置２９０と接続されており、位置検出回路２９４から供給される位置検出信号に基づいて、反射ミラー部２２２の振り角を演算により決定し、その振り角を示す振り角信号を駆動制御回路２８２に供給する。
【００６９】
駆動制御装置２９０は、振動体２２４を揺動させるために、起歪素子２５０，２５２，２５４，２５６などに電圧を印加する装置である。この駆動制御装置２９０は、振り角演算回路２９２と、起歪素子２５０，２５２，２５４，２５６などとに接続されており、振り角演算回路２９２からの振り角信号に基づく電圧を起歪素子２５０，２５２，２５４，２５６などに印加する。この印加する電圧は、図８に示すように、振り角信号に基づく振り角と、印加電圧との関係に従って決定される。特に、印加電圧と振り角とが略比例関係となり、振動体２２４の破損の危険性が少ない有効範囲Ｘにおける印加電圧を採用することとなる。尚、本実施形態において、駆動制御装置２９０などは、レーザ光を反射する反射ミラー部２２２を揺動させる制御を行うことにより、そのレーザ光を走査させ走査光とすることとなる。
【００７０】
尚、本実施形態においては、駆動制御装置２９０を水平走査制御回路２０２に含ませ、振り角演算回路２９２、位置検出回路２９４を映像信号供給回路３に含ませたが、これに限らず、例えば、振り角演算回路２９２、位置検出回路２９４を水平走査制御回路２０２に含ませるなど、映像信号供給回路３、水平走査制御回路２０２のいずれに含ませてもよい。もちろん、別の回路に含ませてもよい。
【００７１】
［各種装置の位置関係］
上述した反射ミラー部２２２と検出光源２７２とエリアセンサ２７４とについて図９から図１１を用いて説明する。
【００７２】
反射ミラー部２２２には、図９（ａ）に示すような基準位置が規定されている。この基準位置とは、上述した起歪素子２５０，２５２，２５４，２５６などに印加電圧が印加されず、振動体２２４が揺動していない状態、即ち、振り角が０度である反射ミラー部２２２の位置である。このように、反射ミラー部２２２（反射ミラーの一例に相当）が揺動される範囲の中で中間位置における反射ミラーの位置が基準位置として規定されている。言い換えると、反射ミラー部２２２（反射ミラーの一例に相当）が揺動されていない場合における反射ミラーの位置が基準位置として規定されている。
【００７３】
また、振動体２２４において、起歪素子２５０，２５２，２５４，２５６などに印加電圧が印加されることによって、反射ミラー部２２２の基準位置を基準として、対称に、その反射ミラー部２２２を揺動させる制御を行うことにより、一定の振り角で走査光を走査させることとなる。尚、本実施形態においては、反射ミラー部２２２の基準位置を基準として、対象に、反射ミラー部２２２を揺動させる制御を行ったが、これに限らず、例えば、反射ミラー部２２２の基準位置を基準として、非対象に、反射ミラー部２２２を揺動させる制御を行ってもよい。つまり、走査光が一定の振り角（一定の振幅、所定幅）で走査されるような構成であればよい。
【００７４】
また、検出光源２７２は、図９（ａ）に示すように、反射ミラー部２２２の揺動軸２３４に対して検出光を出射する。また、検出光源２７２は、反射ミラー部２２２が基準位置にある場合におけるその反射ミラー部２２２の第二の反射面２２１に対する法線方向から検出光を出射する。つまり、検出光源２７２（出射装置の一例に相当する）は、反射ミラー部２２２の位置が反射ミラーの基準位置である場合に、その反射ミラー部２２２の第二の反射面２２１における法線方向から、揺動軸２３４に向かって検出光を出射することとなる。従って、反射ミラー部２２２の揺動精度を高めることができるとともに、小型化が可能となる。また、揺動軸２３４のずれなどの反射ミラー部２２２の誤動作を検出することができ、反射ミラー部２２２の揺動精度を高めることができる。また、反射ミラーの揺動角度を大きくすることができる。
【００７５】
エリアセンサ２７４は、２次元的に（２次元状に、又は、マトリクス状に）検出光を検知可能（受光可能）なセンサである。このエリアセンサ２７４は、反射ミラー部２２２の位置が反射ミラーの基準位置である場合にその反射ミラー部２２２の第二の反射面２２１における法線に対して、約４５度ずつ両側に折り曲げられた状態で配設されている。また、エリアセンサ２７４は、反射ミラー部２２２の位置が反射ミラーの基準位置である場合にその反射ミラー部２２２の第二の反射面２２１における法線に対して対称に配設されている。
【００７６】
従って、反射ミラー部２２２と平行に配設される場合よりも、エリアセンサ２７４が折りたたむことができることによって、反射ミラー部２２２の揺動精度を維持しつつ、小型化が可能となる。特に、エリアセンサ２７４が、反射ミラー部２２２における法線方向に対して左右対称となっており、直角二等辺三角形状であるため、反射ミラー部２２２の揺動精度を維持しつつ、小型化が可能となる。具体的には、エリアセンサ２７４の折り曲げ角度が鋭角である場合においては、反射ミラー部２２２との接触を考えて検出光源２７２を後方にずらさなければならず、直角二等辺三角形状の場合よりも占有面積が大きくなる。一方、エリアセンサ２７４の折り曲げ角度が鈍角である場合においては、エリアセンサ２７４の横幅を大きくしなければならず、直角二等辺三角形状の場合よりも占有面積が大きくなる。また、鋭角の場合でも鈍角の場合でも、検出位置を確保するために、エリアセンサ２７４を長くしなければならず、小型化、コスト的にも、エリアセンサ２７４を直角二等辺三角形状に折り曲げた形状で配設することが最適である。
【００７７】
また、マトリクス状に検出可能なエリアセンサ２７４を用いることによって、容易に配設可能であり、反射ミラー部２２２の基準位置の検出精度を高めることができるとともに、光と検出光とを同じ面で反射させるよりも小型化が容易にできる。特に、エリアセンサ２７４を用いることによって、検出光を２次元的に受光することができるなど、反射ミラー部２２２の揺動精度を高めることができる。また、本実施形態においては、上方から見て反射ミラー部２２２によって、エリアセンサ２７４の一部が隠れるように配設されたが、これに限らず、例えば、エリアセンサ２７４の全部が反射ミラー部２２２によって隠れるように配設してもよい。更には、軽薄化のためにも、反射ミラー面２２２と上下方向に重ならず、反射ミラー面２２２よりも外側に検出センサが配設されるようにしてもよい。
【００７８】
また、この場合において、図９（ａ）に示すように、枠側板ばね部２４４の延びる方向に垂直な方向（図２における符号Ａの方向）に対する反射ミラー部２２２の半分の長さを符号ａ、その反射ミラー部２２２と検出光源２７２との距離を符号ｂとすると、ａ、ｂが、ｂ＞ａ＊√２が成立する関係であることが好ましい。
【００７９】
また、例えば、反射ミラー部２２２の振り角が１度に対して、ミラー突端部分の移動距離が４．３６μｍ（マイクロメートル）となり、最大振り角が２０度必要な場合には、ミラー突端部分の移動距離が８６．８２μｍ（マイクロメートル）となる。また、一般的に、検出センサとしてのエリアセンサ２７４における検出誤差は±１０μｍ（マイクロメートル）程度である。そこで、第二の反射面２２１とエリアセンサ２７４（中心部分）との距離が１０ｍｍ（ミリメートル）と設定した場合において、反射ミラー部２２２の振り角を０度から１度にしたときには、光移動距離が１７４．６３μｍ（マイクロメートル）となり、反射ミラー部２２２の振れ角の誤差が０．０６度、反射ミラー部２２２から観察者の瞳孔２４までの距離を１０ｃｍ（センチメートル）とした場合の振れ幅誤差が１０５μｍ（マイクロメートル）となる。また、第二の反射面２２１とエリアセンサ２７４（中心部分）との距離が５ｍｍ（ミリメートル）と設定した場合において、反射ミラー部２２２の振り角を０度から１度にしたときには、光移動距離が８７．３５μｍ（マイクロメートル）となり、反射ミラー部２２２の振れ角の誤差が０．１１度、反射ミラー部２２２から観察者の瞳孔２４までの距離を１０ｃｍ（センチメートル）とした場合の振れ幅誤差が１９２μｍ（マイクロメートル）となる。一方、第二の反射面２２１とエリアセンサ２７４（中心部分）との距離が１０ｍｍ（ミリメートル）と設定した場合において、反射ミラー部２２２の振り角を０度から２０度にしたときには、光移動距離が３６７１．３μｍ（マイクロメートル）となり、反射ミラー部２２２の振れ角の誤差が０．０５度、反射ミラー部２２２から観察者の瞳孔２４までの距離を１０ｃｍ（センチメートル）とした場合の振れ幅誤差が９９μｍ（マイクロメートル）となる。また、第二の反射面２２１とエリアセンサ２７４（中心部分）との距離が５ｍｍ（ミリメートル）と設定した場合において、反射ミラー部２２２の振り角を０度から２０度にしたときには、光移動距離が１８５１．４５μｍ（マイクロメートル）となり、反射ミラー部２２２の振れ角の誤差が０．１度、反射ミラー部２２２から観察者の瞳孔２４までの距離を１０ｃｍ（センチメートル）とした場合の振れ幅誤差が１９８μｍ（マイクロメートル）となる。このような実験から、網膜走査型ディスプレイ１などの画像表示装置や、光スキャナ２０４などの光走査装置として用いるには、ほとんど影響しない数値設定が可能となる。このように、小型化が容易にできるとともに、反射ミラー部２２２の揺動精度を高めることができる。
【００８０】
上述したように、反射ミラー部２２２、検出光源２７２、エリアセンサ２７４が配設され、反射ミラー部２２２が揺動されることによって、第一の反射面２２０では、光としてのレーザ光ｓが反射され、第二の反射面２１１では、検出光ｄが反射される。具体的には、図９（ｂ）、図９（ｃ）に示すように反射ミラー部２２２が揺動されることによって、その揺動させた角度に応じて第二の反射面２１１で反射された検出光ｄの受光位置が、図１０（ａ）などに示すような軌跡で変化していくこととなる。また、このように、検出光ｄの受光位置を検出することによって、リアルタイムで反射ミラー部２２２の揺動状態を検出することができる。
【００８１】
具体的には、反射ミラー部２２２の揺動が正常である場合には、図１０（ａ）に示すように、検出光の検出が正常な軌跡となる。このような正常な軌跡とは、エリアセンサ２７４における受光領域２７４ａの縦中心軸２７４ｂに対して左右対称であり、かつ、受光領域２７４ａの横中心軸２７４ｃに沿って縦中心軸２７４ａから所定の幅（長さ）だけ左右に振られた軌跡である。このような軌跡で検出光が受光された場合には、検出光が反射ミラー部２２２の揺動軸２３４で反射されており、その揺動軸２３４のずれがないことが検出可能である。このように検出した結果、図１０（ａ）に示すように正常に揺動されていると検出された場合には、図１１（ａ）に示すように、実際の表示範囲２９６と視野窓２９８とが同じとなり、正常な画像、映像が表示される。
【００８２】
また、例えば、図１０（ｂ）に示すように、上述した正常な軌跡とは似ているが、上述したような幅（長さ）が大きく（長く）なった軌跡が検出された場合には、反射ミラー部２２２の振り角が大きくなり過ぎていることが検出可能である。このように、反射ミラー部２２２の揺動においてその振り角が大きすぎる場合には、図１１（ｂ）に示すように、実際の表示範囲２９６が視野窓２９８よりも大きくなり、画像、映像の側端が切れて表示されてしまう。この場合においては、正常な軌跡とするために、起歪素子２５０、２５２、２５４、２５６などに印加する印加電圧を小さく制御することによって、振動体２２４の揺動を正常に制御することができる。
【００８３】
また、例えば、逆に、図１０（ｃ）に示すように、上述したような幅（長さ）が小さく（短く）なった軌跡が検出された場合には、反射ミラー部２２２の振り角が小さくなり過ぎていることが検出可能である。このように、反射ミラー部２２２の揺動においてその振り角が小さすぎる場合には、図１１（ｃ）に示すように、実際の表示範囲２９６と視野窓２９８とが同じとなるが、実際の表示範囲２９６が狭くなり、その側端におけるドットが密集してしまい、画像、映像の側端に歪みを生じてしまう。この場合においては、正常な軌跡とするために、起歪素子２５０、２５２、２５４、２５６などに印加する印加電圧を大きく制御することによって、振動体２２４の揺動を正常に制御することができる。
【００８４】
また、例えば、図１０（ｄ）に示すように、受光領域２７４ａの横中心軸２７４ｃに沿って検出光を受光しているが、エリアセンサ２７４における受光領域２７４ａの縦中心軸２７４ｂに対して左右対称ではない場合には、検出光が反射ミラー部２２２の揺動軸２３４では反射されておらず、その揺動軸２３４の位置がずれていることが検出可能である。このように、揺動軸２３４の位置がずれて揺動されていると検出された場合には、図１１（ｄ）に示すように、左側方においては実際の表示範囲２９６と視野窓２９８とが同じとなるが、実際の表示範囲２９６が狭くなり、その側端におけるドットが密集してしまい、画像、映像の側端に歪みを生じてしまう。一方、右側方においては実際の表示範囲２９６が視野窓２９８より大きくなるため、画像、映像の側端が切れて表示されてしまう。
【００８５】
また、例えば、図１０（ｅ）に示すように、エリアセンサ２７４における受光領域２７４ａの横中心軸２７４ｃに沿って検出光を受光しておらず、更には、受光領域２７４ａの縦中心軸２７４ｂに対して左右対称ではない場合には、検出光が反射ミラー部２２２の揺動軸２３４では反射されておらず、その揺動軸２３４の位置がずれていることが検出可能である。更には、その揺動軸２３４がずれ、揺動軸２３４がねじれていることが検出可能である。このように、揺動軸２３４の位置がねじれて揺動されていると検出された場合には、図１１（ｅ）に示すように、レーザ光の走査方向がずれてしまい、画像、映像を水平に表示させることができず、更には、画像、映像に歪みを生じてしまうとともに、その側端が切れて表示されてしまう。
【００８６】
このように、エリアセンサ２７４は、反射ミラー部２２２における第二の反射面２２１で反射された検出光の受光結果によって反射ミラー部２２２の位置が反射ミラー部２２２の基準位置であるか否かを検出可能な位置に配設されている。従って、反射ミラー部２２２の基準位置を検出することができ、反射ミラー部２２２の基準位置のずれなどの反射ミラー部２２２の誤動作を検出することができ、反射ミラー部２２２の揺動精度を高めることができる。また、反射ミラー部２２２の揺動軸２３４に向かって検出光を出射しているため、揺動軸２３４のずれなどの反射ミラー部２２２の誤動作を検出することができ、反射ミラー部２２２の揺動精度を高めることができる。尚、このように振動体２２４を揺動させない場合であっても、揺動軸２３４のずれは検出可能である。尚、図１０（ａ）に表したＰ１若しくはＰ２の位置に検出光が達したときに、ＢＤ信号が発生するように設定することで、エリアセンサ２７４を用いて、ＢＤ信号を得ることができる。また、エリアセンサ２７４の代わりに、Ｐ１，Ｐ２の位置に小型光センサを設置することでも代用できる。尚、本実施形態においては、Ｐ１，Ｐ２は、反射ミラー部２２２が揺動する揺動範囲２７９よりもやや内側である。
【００８７】
また、反射ミラーの基準位置を基準として、その反射ミラーを揺動させる制御を行うことにより所定幅で走査光を走査させるので、走査光の走査状態が基準位置を基準とされるため、反射ミラーの位置が基準位置であるか否かを検出することができることによって、反射ミラーの揺動精度を高め、走査光の走査を安定化することができ、精度の高い画像を表示することができる。
【００８８】
また、検出光の受光結果に基づいて生成される反射ミラーの揺動状態信号に応じて、光走査装置にレーザ光を出射させるタイミングを制御するので、画像を表示させるためのレーザ光の出射タイミングの精度を高めることができ、走査光の走査を安定化することができ、精度の高い画像を表示することができる。
【００８９】
また、エリアセンサ２７４は、反射ミラー部２２２が揺動される揺動範囲２７９より広い（長い）範囲で検出光を受光可能であるため、揺動される揺動範囲２７９が広がった（長くなった）場合であっても検出光を受光可能であり、揺動範囲２７９のずれなどを検出することなどによって、反射ミラーの揺動精度を高めることができる。
【００９０】
また、エリアセンサ２７４は、反射ミラー部２２２が揺動される揺動範囲２７９の中での、画像を表示するための画像表示揺動範囲２８０より少なくとも長い又は広い範囲で検出光を受光可能であるため、全ての揺動範囲２７９を検出できなくとも、少なくとも、画像を表示するための画像表示揺動範囲２８０を検出することができ、画像表示揺動範囲２８０のずれなどを検出することなどによって、反射ミラー部２２２の揺動精度を高め、鮮明な画像を表示することができる。尚、この画像表示揺動範囲２８０は、揺動範囲２７９の一部であり、例えば、揺動速度がある程度の速度（ある程度一定速度）となる範囲であるため、少なくともこの画像表示揺動範囲２８０を検出することができれば、鮮明な画像を表示することができることとなる。
【００９１】
［反射ミラー部の位置調整方法］
上述したような構成で、反射ミラー部２２２の位置調整方法、反射ミラー部２２２の揺動状態検出方法について図１２を用いて説明する。尚、以下に説明する処理は、水平走査系１９における水平走査制御回路２０２において実行されるものである。また、以下に説明する処理は、所望とする走査光の走査方向に対応して、反射ミラー部２２２の基準位置を暫定的に決めた状態で実行され、その後に、基準位置が調整されることとなる。
【００９２】
最初に、図１２に示すように、駆動制御回路２９０は、反射ミラー揺動開始処理を実行する（ステップＳ１１）。この処理において、駆動制御回路２９０は、起歪素子２５０、２５２、２５４、２５６などに印加電圧を印加することによって、反射ミラー部２２２を揺動させる制御を行う。
【００９３】
そして、位置検出回路２９４は、検出光出射処理を実行する（ステップＳ１２）。この処理において、位置検出回路２９４は、検出光源２７２に出射信号を供給することによって、光とは別の検出光を反射ミラー部２２２の第二の反射面２２１に出射する。また、エリアセンサ２７４は、検出光受光処理を実行する（ステップＳ１３）。この処理において、エリアセンサ２７４は、反射ミラー部２２２の第二の反射面２２１で反射された検出光を２次元的に受光する。
【００９４】
そして、位置検出回路２９４は、受光結果に基づいて反射ミラー部の基準位置検出を行う（ステップＳ１４）。この処理において、位置検出回路２９４は、反射ミラー部２２２の第二の反射面２２１で反射された検出光の受光結果によって、反射ミラー部２２２の位置が、反射ミラー部２２２の基準位置であるか否かを検出する。また、位置検出回路２９４は、受光結果に基づいて反射ミラー部の揺動軸検出を行う（ステップＳ１５）。この処理において、位置検出回路２９４は、反射ミラー部２２２の第二の反射面２２１で反射された検出光の受光結果によって、反射ミラー部２２２が揺動されている場合における反射ミラー部２２２の揺動軸２３４の位置を検出する。
【００９５】
そして、駆動制御回路２９０は、反射ミラー部の基準位置検出結果、揺動軸検出結果に基づいて、反射ミラー部の位置調整を行う（ステップＳ１６）。この処理において、駆動制御回路２９０は、反射ミラー部２２２が基準位置であるか否かの検出結果、反射ミラー部２２２の揺動軸２３４の検出結果に基づいて、起歪素子２５０、２５２、２５４、２５６などに、印加電圧値を変更させること等によって、反射ミラー部２２２の位置調整を行う。
【００９６】
このように、検出光を反射ミラー部２２２に出射し、反射ミラー部２２２で反射された検出光を受光し、反射ミラー部２２２で反射された検出光の受光結果によって、反射ミラー部２２２の位置が、反射ミラー部２２２が揺動される範囲の中で中間位置における反射ミラー部２２２の基準位置であるか否かを検出し、反射ミラー部２２２が基準位置であるか否かの検出結果に基づいて、反射ミラー部２２２の位置を調節する。従って、反射ミラー部２２２の基準位置を容易に調節することができる。
【００９７】
また、光とは別の検出光を反射ミラー部２２２に出射し、反射ミラー部２２２で反射された検出光を２次元的に受光し、反射ミラー部２２２で反射された検出光の受光結果によって、反射ミラー部２２２の位置が、反射ミラー部２２２が揺動される範囲の中で中間位置における反射ミラー部２２２の基準位置であるか否かを検出するとともに、反射ミラー部２２２が揺動されている場合における反射ミラー部２２２の揺動軸２３４を検出する。従って、反射ミラー部２２２の基準位置と、反射ミラー部２２２の揺動軸２３４とが検出できるため、反射ミラー部２２２の基準位置のずれや、反射ミラー部２２２の揺動軸２３４のずれなどの反射ミラー部２２２の誤動作を検出することができ、反射ミラー部２２２の揺動精度を高めることができる。
【００９８】
［その他の実施形態］
尚、本実施形態においては、光走査装置として水平走査させる光スキャナ２０４に本発明を採用したが、これに限らず、例えば、垂直走査させるものなど、揺動可能であり、その揺動に基づいて光を走査させるようなものであればよい。もちろん、走査しなくても、焦点を変更させる焦点可変装置にも採用することができる。もちろん、これら光を水平走査させる光走査装置、光を垂直走査させる光走査装置、光の焦点を変更させる焦点可変装置の全てに本発明を採用してもよい。また、本実施形態においては、共振型の光スキャナ２０４に本発明を採用したが、これに限らず、例えば、非共振型の光走査装置に採用してもよい。また、これらの少なくともいずれかの装置を備え、画像信号に応じて変調された光をその装置によって２次元方向に光走査することで画像を表示する画像表示装置に採用してもよい。
【００９９】
また、本実施形態においては、図１３（ａ）に示すように、検出光源２７２による検出光の出射方向に対して左右対称であり、かつ、その出射方向に対して両側に約４５度の方向にエリアセンサ２７４を構成したが、これに限らず、例えば、図１３（ｂ）に示すように、検出光源２７２による検出光の出射方向に対して４５度より小さい角度の方向に向かってエリアセンサを構成してもよく、例えば、図１３（ｃ）に示すように、検出光源２７２による検出光の出射方向に対して４５度より大きい角度の方向に向かってエリアセンサを構成してもよい。もちろん、角度をつけずに、平坦なエリアセンサ、つまり、検出光源２７２による検出光の出射方向に対して垂直であり、平坦なエリアセンサであってもよい。また、出射方向に対して左右対称でなくてもよく、例えば、両側にあればよい。更には、本実施形態においては、エリアセンサ２７４の略中央に検出光源２７２を備えたが、これに限らず、どの位置に検出光源２７２を配置してもよく、例えば、検出光を反射させるミラーなどを配設し、エリアセンサ２７４と隣り合わない位置に検出光源２７２を配置してもよい。
【０１００】
また、本実施形態においては、反射ミラー部の揺動軸２３４に向かって検出光を出射させたが、これに限らず、例えば、反射ミラー部の揺動軸でなくても、反射される位置であれば問題ない。また、反射ミラー部２２２が基準位置である場合に、その第二の反射面２２１における法線方向から検出光を出射させたが、これに限らず、例えば、法線方向ではない所定の角度から検出光を出射させても問題ない。
【０１０１】
また、本実施形態においては、走査する対称であるレーザ光（光）を反射させる第一の反射面２２０と、その第一の反射面２２０の裏面に設けられ、検出光を反射させる第二の反射面２２１とが、反射ミラー部２２２に設けられたが、これに限らず、例えば、必ずしも第二の反射面を第一の反射面の裏面に設けなくてもよい。また、例えば、図１３（ｄ）に示すように、走査する対称であるレーザ光（光）を反射させる第一の反射面２２０と同じ面で、検出光を反射させてもよい。この場合においては、検出光として赤外線を用いる構成や、レーザ光を反射する箇所と十分に離れた位置で検出光を反射させる構成などが具体的な一例として挙げられる。
【０１０２】
また、反射ミラー部２２２で反射された検出光を受光することによって、反射ミラー部２２２の揺動状態を検知しても、反射ミラー部２２２で反射された検出光を受光しなかったことによって、反射ミラー部２２２の揺動状態を検知してもよい。
【０１０３】
つまり、エリアセンサ２７４などの検出センサは、反射ミラー部２２２で反射された検出光の受光結果によって、反射ミラー部２２２の位置が反射ミラー部２２２の基準位置であるか否かを検出可能な位置に配設されていればよい。
【０１０４】
また、本実施形態においては、マトリクス状のエリアセンサ２７４を、検出光を検出する検出センサとして用いたが、これに限らず、例えば、線状（１次元状）に連続して一体に設けられたラインセンサや、線状ではあるが、飛び飛びに一体には設けられていないセンサ群などを検出センサとして用いてもよい。また、これらのような検出センサは、所望の振り角が検出可能な最小なものが小型化の観点からも好ましい。
【０１０５】
以上、本発明の実施の形態のいくつかを図面に基づいて詳細に説明したが、これらは例示であり、発明の開示の欄に記載の態様を始めとして、当業者の知識に基づいて種々の変形、改良を施した他の形態で本発明を実施することが可能である。例えば、本発明を適用した光走査装置は、レーザプリンタ内でレーザビームを走査する光走査装置にも応用できることはいうまでもない。
【図面の簡単な説明】
【０１０６】
【図１】本実施形態における網膜走査型ディスプレイ１を示す説明図である。
【図２】本実施形態における光スキャナ２０４を示す斜視図である。
【図３】本実施形態における振動体２２４を示す斜視図である。
【図４】本実施形態における振動体２２４を示す説明図である。
【図５】本実施形態における振動体２２４を示す斜視図である。
【図６】本実施形態における光スキャナ２０４を示す断面図である。
【図７】本実施形態における振動体２２４における揺動制御回路を示すブロック図である。
【図８】本実施形態における印加電圧と振り角との関係を示す説明図である。
【図９】本実施形態における反射ミラー部２２２、検出光源２７２及びエリアセンサ２７４を示す説明図である。
【図１０】本実施形態におけるエリアセンサ２７４による検出光の受光位置を示す説明図である。
【図１１】本実施形態における走査光の走査態様を示す説明図である。
【図１２】本実施形態における反射ミラー部２２２の位置調整方法を示す説明図である。
【図１３】本実施形態における反射ミラー部２２２、検出光源２７２及びエリアセンサ２７４を示す説明図である。
【符号の説明】
【０１０７】
１  網膜走査型ディスプレイ
１９  水平走査系
２０  第１リレー光学系
２１  垂直走査系
２２  第２リレー光学系
２４  瞳孔
２０４  光スキャナ
２２０  第一の反射面
２２１  第二の反射面
２２２  反射ミラー部
２２４  振動体
２５０、２５２、２５４、２５６  起歪素子
２７２  検出光源
２７４  エリアセンサ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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